Optimum Design of Multiple Tuned Mass Dampers (MTMDs) Using Genetic Algorithm for Reducing The Seismic Response of Structures

مجذوب, حسین and محبی, دکتر محتشم and قنبرپور, مهندس یاور (2010) Optimum Design of Multiple Tuned Mass Dampers (MTMDs) Using Genetic Algorithm for Reducing The Seismic Response of Structures. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
01.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Tuned mass damper (TMD) as a kind of passive control devices, used in civil engineering structures, has received much attention through the past researches. To reduce the response of structures under different excitations, the parameters of TMD (mass, damping and stiffness) must be determined through an optimization procedure. Regarding the main objectives of using TMD such as minimizing the maximum displacement, drift, acceleration and the RMS of structural response, different methods have been developed for optimal design of a single TMD for single-degree-of-freedom (SDOF) structures. Recent investigations has indicated that a single TMD is not often so effective in reducing the seismic response of structures. Therefore, to improve the efficiency and the capability of TMDs on linear and nonlinear structures, Multiple Tuned Mass Dampers (MTMDs) have been suggested. Regarding the constraints of the previous proposed methods for designing optimal MTMD for multiple degrees of freedom (MDOF) structures, in this thesis an effective method has been proposed to determine the optimal value of MTMD parameters for minimizing different responses of MDOF structures. The method is based on defining an optimization problem to determine the MTMD parameters, in which Genetic algorithms (GAs) have been used for the minimization. To assess the effectiveness of the proposed method an MDOF shear building frame subjected to White Noise record and for different values of MTMD mass ratio, different numbers of TMDs and different types of objective function in optimization problem, optimal MTMDs have been designed. The results of numerical simulations show that the proposed method is not only a systematic but also an effective method in designing optimal MTMDs for MDOF frames. Moreover, the results obtained from the structure – optimal MTMD system testing under earthquakes, which are different from design excitation, indicate the efficiency of the proposed method in designing optimal MTMD, which are effective under both Far-Field and Near-Field earthquakes.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: طراحی بهینه¬ی جرم میراگر تنظیم¬شده¬ی چندگانه با استفاده از الگوریتم ژنتیک برای کاهش پاسخ لرزه¬ای سازه¬ها
Persian Abstract: جرم میراگر تنظیم¬شده (TMD) یکی از ابزارهای کنترل غیرفعال در سازه¬های عمرانی می¬باشد که در تحقیقات گذشته مطالعات بسیاری در مورد آنها صورت گرفته است. پارامترهای TMD (جرم، سختی و میرایی) بمنظور کاهش پاسخهای سازه¬ای ناشی از تحریکهای مختلف، بایستی طی یک فرآیند بهینه¬سازی تعیین گردند که برای کاهش پاسخ¬های سازه¬های یک درجه آزادی روشهای متعددی برای طراحی بهینه¬ی TMDهای منفرد با هدف کمینه کردن پاسخهای مختلف سازه از جمله؛ ماکزیمم تغییرمکان جانبی، ماکزیمم شتاب، ماکزیمم تغییرمکان نسبی و همچنین جذر میانگین مربعات پاسخهای سازه¬ای، بیان شده است. تحقیقات انجام شده نشان می¬دهد که در برخی موارد مکانیزم TMD منفرد تأثیر چندانی در کاهش پاسخ لرزه¬ای سازه¬ها ندارد. بنابراین برای بهبود کارآیی و توانایی TMDها در سازه¬های خطی و غیرخطی، استفاده از جرم میراگر چندگانه (MTMD)، پیشنهاد گردیده است. با توجه به محدودیتهای روشهای ارائه شده¬ی قبلی برای تعیین پارامترهای بهینه¬ی MTMD در سازه¬های چند درجه آزادی (MDOF)، در این پایان¬نامه یک روش مؤثر برای طراحی بهینه¬ی MTMD در سازه¬های چند درجه آزادی با هدف کمینه کردن پاسخهای مختلف سازه پیشتهاد شده است. این روش مبتنی بر تعریف یک مسئله¬ی بهینه¬سازی برای تعیین پارامترهای MTMD بوده که از الگوریتم ژنتیک برای حل آن استفاده شده است. برای بررسی کارآیی روش مذکور برای یک ساختمان قاب برشی MDOF تحت اثر اغتشاش سفید، با لحاظ کردن اثر پارامترهای مختلف نظیر درصد جرمی، تعداد TMDها و نوع تابع هدف، MTMD بهینه طراحی گردیده است. نتایج بدست آمده سادگی و مؤثر بودن روش پیشنهادی را در طراحی MTMD نشان می¬دهد. همچنین نتایج حاصل از تست سیستم سازه ـ MTMD طراحی شده در مقابل زلزله¬های غیر طرح، عملکرد موفق آنرا در کاهش پاسخهای سازه تحت زلزله¬های دور گسل و نزدیک گسل نشان می¬دهد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
محبی, دکتر محتشمUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
قنبرپور, مهندس یاورUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Date Deposited: 10 Jul 2019 05:25
Last Modified: 10 Jul 2019 05:25
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/7673

Actions (login required)

View Item View Item